超声波与表面活性剂协同影响水合物诱导期

An ultrasonic system(20 kHz,0—150 W) of natural gas hydrate formation was built up to investigate the induction time of gas hydrate formation in the presence of sodium dodecyl sulfate (SDS).The experimental results indicated that the concentration of SDS solution did not affect the induction time distinctly and no critical micelle concentration(CMC) phenomenon was observed.The induction time decreased with the increase of ultrasonic power or reaction pressure.

氯盐溶液中甲烷水合物高压分解条件及影响因素

向水合物储层注入盐类溶液是水合物常规开采技术之一,所以必须掌握储层压力条件下盐类溶液中水合物分解条件及其影响因素.本文研究了NaCl、MgCl2、CaCl2氯盐溶液中甲烷水合物分解条件,结果表明NaCl(2.0、1.0、0.5mo·lL-1)、MgCl2(1.0、0.5mo·lL-1)和CaCl2(1.0、0.5mo·lL-1)溶液中甲烷水合物的分解温度比纯水中分别降低了(4.8、2.4、1.0K(NaCl))、(5.3、1.5K(MgCl2))和(4.3、1.8K(CaCl2)).以vanderWaals和Platteeuw热力学模型为基础,结合电解质溶液中水的活度方程(Pitzer-Mayorga方程),给出了氯盐溶液中水合物分解条件热力学模型,进而比较了模型计算值与实验值,结果显示两者非常吻合.分析表明,氯盐溶液中离子静电作用产生的水分子溶剂化效应和盐析效应降低了水的活度而导致水合物分解温度降低.

多步分解法初步研究石英砂中甲烷水合物p-T稳定条件

设计加工了一套研究海底沉积物水合物稳定条件实验装置,采用多步加热分解的方法对不同孔隙度的石英砂沉积物甲烷水合物相态平衡点（p-T稳定条件）进行了初步研究。为校验实验装置和实验方法,首先对甲烷水合物在十二烷基硫酸钠（SDS）溶液中的生成和分解过程进行了研究,获得的实验数据与文献数据吻合得很好。在此基础上,以4种不同粒径（96~180μm、180~380μm、212~380μm和380~830μm）的石英砂为介质,分别研究了甲烷水合物的p-T稳定条件。结果表明,实验测得的数据与纯水溶液中的结果基本一致,说明在实验所用的不同粒径石英砂构成的孔隙尺度内,毛细管作用对水合物相态点的影响可以忽略。

甲烷水合物在石英砂中生成过程研究

在初始压力Pin=13.0 MPa±0.2 MPa,过冷度Tsup=14.2 K±0.1 K条件下,研究了7种不同粒径石英砂中甲烷水合物生成诱导期、生成时间以及孔隙水"记忆效应"的影响。结果显示,石英砂中诱导期较纯水中明显缩短;石英砂粒径减小,诱导期变长。孔隙水"记忆效应"极大缩短甲烷水合物诱导期,并表现出随机性。石英砂中甲烷水合物生成时间与石英砂粒径、孔隙水"记忆效应"的关系与诱导期类似。分析认为石英砂颗粒提供更多成核中心,而孔隙减小阻碍了甲烷的扩散。

水合物法分离回收烟气二氧化碳研究进展

CO2的大量排放导致温室效应日趋严重。如何有效分离回收CO2资源,使之变废为宝,成为世界各国研究人员共同关注的问题。现有的分离技术普遍存在能耗大,投入高的缺点。水合物法分离回收CO2技术是一种新型的分离技术,该技术以其独特的优点成为近年来的研究热点。阐述了其基本分离原理、国内外研究现状和亟待解决的问题。

超声波作用于天然气水合物形成分解研究进展

简述了超声空化的基本理论 ;介绍了国内外超声波影响天然气水合物形成分解的研究进展、超声波对水成核结冰影响的研究情况 ;最后进行了简要总结并提出几点建议 。

外场作用下气体水合物形成分解试验研究

简述了磁场、微波、超声波的基本作用机理,介绍了国内外外场因素对气体水合物形成分解影响研究进展。最后指出开展相应研究的必要,并提出几点建议。

超声波在化工领域中的应用

超声波由于空化作用产生的一系列效应,会对不同化学化工过程起到相应的作用,效果明显,因而得到不同程度的工业应用及推广。本文主要对超声波在清洗、萃取、结晶粉碎、乳化破乳、超声化学、采油等化工领域中的应用原理、范围、特点和现状进行评述。

科研创新驱动的研究型教学探索与实践

以“热质交换原理与设备”课程为例,探索了科研创新驱动的研究型教学模式。阐述了研究型教学的设计思路,分析了科研与教学内容的融合点,构建了教学实施流程,并提出了相应的实施条件,教学效果表明研究型教学模式是培养具有创新意识和创新能力人才的重要方法之一。

气体水合物蓄冷系统设计

本文设计建造了一套可视化、可拆卸间接接触式气体水合物蓄冷实验系统,主要由蓄冷槽、制冷系统、放冷系统以及测量和数据采集系统等组成。并对蓄冷过程传热进行简要分析,包括蓄冷槽冷损失估算、蓄冷量的计算、蓄冷槽内置盘管的传热。

概念法教学模式在工科教学中实践与探讨

工科专业课程枯燥难学,探索研究行之有效的教学方法对提高课堂效率、激发学生学习兴趣至关重要。在多年讲授《燃气燃烧与应用》课程的基础上,不断探索、总结出的概念法教学模式是一种以概念贯穿公式,以概念贯穿章节的新的教学方法,在实践中获得优秀的教学效果。本文以《燃气燃烧与应用》课程教学实践为例,介绍了概念法教学模式和具体实施方法。

冰生消过程体系导热系数动态变化特性

本文利用基于瞬变平面热源技术的Hot Disk热常数分析仪研究了冰生消过程中导热系数的变化规律。根据体系状态的变化,冰的生消过程可以分为5个阶段:未结冰过程(纯水)、结冰过程(冰水混合)、纯冰过程、融冰过程(冰水混合)、完全融解(纯水)。实验温度从10.3℃降至-11.0℃,然后再升至10.3℃,5个阶段中测得的导热系数分别为0.592~0.669 W/(m·K)、0.603~2.284 W/(m·K)、2.019~3.106 W/(m·K)、0.611~1.945 W/(m·K)和0.596~0.598 W/(m·K)。结果表明:水结冰融冰过程中,体系导热系数发生动态变化,并且体系导热系数值可能不是纯冰或冰水混合物的导热系数;当温度接近冰点时,水或冰的结构可能改变,导致体系导热系数突变。由于冰和水的密度不同,在结冰融冰过程中体系局部微环境的冰水两相可能存在微弱的自然对流,进而影响体系的导热系数。在实际生产活动中冰的生消过程一般接连发生,考虑体系导热系数动态变化的因素,可以避免热平衡失调影响生物环境或涉冰构筑物结构性能。

添加R141b促进剂的CO_2水合物法海水淡化实验研究

我国天然气中CO2的利用率非常低,净化过程中脱出的CO2主要是排放,不仅会污染大气,也在无形中损失了巨额的经济效益,因而我国陆地和海上酸性气田开发中加强对CO2的综合利用就显得尤为重要。CO2水合物法海水淡化是一种新型的海水淡化技术,主要是利用较易生成水合物的小分子物质与海水生成水合物晶体,固液分离后,分解水合物即可得到淡水,该技术目前在我国尚处于室内实验研究阶段。为了提高CO2水合物法海水淡化效率,在海水中添加R141b促进剂以加快CO2水合物的生成速度,利用研制的双釜海水淡化实验装置,探讨了R141b促进剂的添加比例及其对CO2水合物法海水淡化效率的影响,确定了该法的技术参数;通过测定水合物生成前后溶液的盐度及离子变化,探讨了CO2水合物法海水淡化的程度。结果表明:①R141b促进剂与海水的最佳体积比为1∶70,添加R141b后CO2水合物法海水淡化效率可提高3倍;②在一级和二级淡化水中,离子去除率平均分别可达58.7%和81.0%,而三级和四级淡化水的平均离子去除率则分别达到了94.8%和98.4%;③四级淡化水的各项离子浓度指标都优于饮用水标准。

土壤源热泵非稳态热流热响应试验中岩土热物性参数的确定

在土壤源热泵系统现场热响应试验时,复杂的现场状况会影响热响应试验中恒加热功率的实现,结合测试现场的实际状况,该文提出了非稳态热流工况下确定岩土热物性参数的方法。通过建立非稳态热流热响应试验系统模型,实施系统优化,使地埋管换热器进出水平均温度计算值和实测值的平方和最小,确定最优的岩土导热系数和容积比热容2个参数。对比同一测试地点的恒热流和非稳态热流热响应试验确定的2个热物性参数的结果,非稳态热流工况系统优化方法确定的岩土导热系数的相对误差为1.2%,容积比热容的相对误差为0.7%。同时,在非稳态热流工况下,利用系统优化方法确定热物性参数可适当缩短热响应试验的测试时间,降低了测试成本,为土壤源热泵系统热响应试验的实施和岩土热物性参数的确定提供了重要参考。

模拟退火算法在岩土热物性参数确定中的应用

岩土的热物性是土壤源热泵系统设计的重要参数,需要在工程地点实施热响应试验才能确定。针对现场热响应试验中恒加热功率难以保证的实际情况提出了利用模拟退火算法确定变热流状况下热物性参数的新方法。该方法以竖直U形地埋管换热器的柱热源(CSM)模型为基础,引入格林函数加快了热响应试验系统模型确定换热器进出水温度的计算速度,利用RMSE分布图解决了传热反分析中参数识别的非适定问题,保障了模拟退火算法的有效实施。在结合具体算例实施热物性参数识别的过程中,变热流情况下模拟退火算法对应的退火温度降温速度快,确定的岩土热导率和容积比热容的相对误差分别为4.1%和1.3%,而且计算了地埋管换热器的有效热阻。研究结果可为确定岩土热物性参数和指导地埋管换热器系统设计提供参考。

海水淡化工程技术研究进展

论述了多级闪蒸、多效蒸发、压汽蒸馏、反渗透法四种常规海水淡化技术和核能、正渗透和水合物法三种海水淡化新技术的原理及应用现状。分析了各种技术的优缺点,并指出了各自的研究方向。

含THF水合物石英砂热物性测定

实验采用Hot Disk热常数分析仪测定了在常压下四氢呋喃（THF）水合物以及含THF水合物石英砂的导热系数和热扩散系数。结果表明,随温度升高,THF水合物的导热系数增大,但热扩散系数降低。在250.15～268.15K之间时导热系数与温度表现出线性关系,而在268.15～277.55K之间时导热系数变化较大,不再符合线性规律。含THF水合物石英砂导热系数和热扩散系数都显著增加且随着石英砂的粒径减小而增大,但分别小于相应的含冰石英砂导热系数和热扩散系数。含THF水合物石英砂热扩散系数随温度的升高而降低,而含THF水合物石英砂导热系数的温度依赖性与石英砂结构特征有关。

纳米碳管强化水合物导热的研究

实验研究了不同温度(258.15K^270.15K)、不同纳米碳管含量(0.1wt%~10wt%)以及有无分散剂十二烷基硫酸钠(Sodium Dodecyl Sulfate,SDS)情况下四氢呋喃(Tetrahydrofuran,THF)水合物的导热系数。结果表明:THF水合物的导热系数随纳米碳管含量的增加而显著增加,纳米碳管的加入并没有改变THF水合物导热系数随温度的玻璃体变化特性。在纳米碳管质量分数一定时,随着温度的升高,THF水合物导热系数增大的速率越来越快。对于含纳米碳管的THF水合物,不加分散剂时的导热系数比加分散剂的导热系数低,但高于纯THF水合物的导热系数。

气体水合物蓄冷主要影响因素实验研究

在一台可视化蓄冷槽容积达0.16m3的蓄冷实验系统上进行了HCFC-141b水合物蓄冷实验研究。结果表明促晶扰动在水合物生成中至关重要,即使在较高温度,只要连续促晶水合物也能生成;冷媒流量越大,冷媒温度越低,水合物越容易生成,蓄冷量也越大;喷淋作用和反应历史的作用对水合物结晶温度和蓄冷量影响不大。

超强吸水树脂与原土混合作为地源热泵回填材料的实验研究

将超强吸水树脂混合于原土中作为回填材料,在制热工况下分别对使用螺旋盘管、U型管地下换热器时地源热泵系统的性能进行了实验研究,得出了系统的性能变化曲线。实验结果表明,超强吸水树脂与原土混合作为回填材料能够增大地下换热器的换热量,提高地源热泵系统的效率和稳定性,适合于在干旱、岩土体非饱和及地下水位较低的地区应用。